STM32CubeIDE(CUBE-MX)----快速移植FreeRTOS实战

前言

FreeRTOS（Real-Time Operating System）是一个开源的实时操作系统内核，专注于嵌入式系统。它提供了一套用于管理任务、调度器、内存管理等的实时操作系统功能，为嵌入式应用程序提供了强大的任务管理和资源管理能力。 CubeMX集成了许多中间件和库，包括FreeRTOS。通过简单的选择，用户可以轻松地启用和配置FreeRTOS，而不需要手动整合和调整。

一、Freertos可视化配置

配置外部高速时钟
根据芯片手册配置外部晶振，使用外部晶振作为系统时钟源，频率更准确

配置FreeRTOS

生成.c和.h文件对

生成代码时出现警告，原因是FreeRTOS将systick作为时钟源，因此需要设置另外一个定时器作为HAL库的时钟源
动态创建两个任务

一些基本参数的设置

二、生成代码

项目代码框架介绍

生成的创建进程的代码

const osThreadAttr_t Task_LED0_attributes = {
  .name = "Task_LED0",
  .priority = (osPriority_t) osPriorityNormal,
  .stack_size = 128 * 4
};
/* Definitions for Task_LED1 */
osThreadId_t Task_LED1Handle;
const osThreadAttr_t Task_LED1_attributes = {
  .name = "Task_LED1",
  .priority = (osPriority_t) osPriorityNormal,
  .stack_size = 128 * 4
};
AI写代码c
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void MX_FREERTOS_Init(void) {
  /* creation of Task_LED0 */
  Task_LED0Handle = osThreadNew(AppTask_LED0, NULL, &Task_LED0_attributes);

  /* creation of Task_LED1 */
  Task_LED1Handle = osThreadNew(AppTask_LED1, NULL, &Task_LED1_attributes);



}
AI写代码c
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在任务函数中实现让两个LED灯分别每隔500ms和1s进行亮灭的反转

/* USER CODE END Header_AppTask_LED0 */
void AppTask_LED0(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN AppTask_LED0 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
	  	HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin);
	    HAL_Delay(500);
  }
  /* USER CODE END AppTask_LED0 */
}

/* USER CODE BEGIN Header_AppTask_LED1 */
/**
* @brief Function implementing the Task_LED1 thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_AppTask_LED1 */
void AppTask_LED1(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN AppTask_LED1 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
	  HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
	  HAL_Delay(1000);
  }
  /* USER CODE END AppTask_LED1 */
}
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三、实验现象

具有相同优先级时，利用时间片调度算法，每个任务都能得到CPU的使用权。LED0和LED1轮流执行，LED0和LED1实现不同频率的闪烁。

当设置LED1任务优先级降低时由于Task_LED0任务优先级大于Task_LED1，HAL_Delay(500)是执行空语句实现的因此不会实现任务的切换。Task_LED0一直占用CPU的使用权。现象如下图所示。


当代码HAL_Delay(1000)改为osDelay(1000);两个小灯又可以同时执行任务，因为osDelay(1000)会将任务变为阻塞状态交出CPU的使用权。

void AppTask_LED0(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN AppTask_LED0 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
	  	HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin);
	    osDelay(1000);
  }
  /* USER CODE END AppTask_LED0 */
}
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总结

本文介绍了如何利用CUBEMX快速开发FreeRTOS。本文介绍了如何创建任务，并通过实验说明了HAL_Delay()函数和osDelay()函数的区别。如果你在一个裸机环境中，没有使用RTOS，那么使用 HAL_Delay 是合适的。如果你在使用RTOS，那么应该使用RTOS提供的 osDelay 来确保任务调度器正常工作，而不会因为延时而阻塞其他任务。